Aplicación de la Microbiología Predictiva en el estudio del impacto de la calidad del agua de lavado y desinfección sobre la seguridad microbiológica de vegetales listos para consumo | Application of Predictive Microbiology in the study of the impact of the quality of washing and disinfection water on the microbiological safety of ready-to-eat vegetables

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias) – UNC-Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2022

Tesis (Doctor en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias) -- Universidad de Córdoba, España, 2022

Fil: Cuggino, Sofía Griselda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.

Fil: Pérez Rodríguez, Fernando. Universidad de Córdoba (UCO). Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos; España.

Fil: Theumer, Martin Gustavo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.

Fil: Theumer, Martin Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Centro Científico Tecnológico (CCT Córdoba). Centro de Investigación en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI); Argentina.

Fil: Posada Izquierdo, Guiomar Denisse. Universidad de Córdoba (UCO). Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos; España.

En España, la industria dedicada al procesamiento, empaque y distribución de vegetales listos para consumo tiene una trayectoria de muchos años, con un constante crecimiento en su producción, como consecuencia de que el consumidor de vegetales fue incorporando en su dieta este tipo de productos. Cabe destacar que la producción de estos alimentos se ve centralizada en dos o tres grandes industrias que abastecen a todo el territorio, y el consumidor encuentra estos alimentos exhibidos en las góndolas de muchas cadenas de supermercados y en mercados de cercanía. En Argentina la situación de las industrias dedicadas al procesamiento de estos productos es distinta a las empresas de España. Por un lado, la producción de vegetales listos para consumo es relativamente nueva. Las empresas que se dedican al procesamiento, envasado y distribución, por lo general lo hacen como agregado de valor de su propia producción primaria de vegetales y la tecnología aplicada no está totalmente automatizada. Además, el consumidor de vegetales aún no ha incorporado este tipo de producto en su dieta. Esto último puede deberse a su escasa accesibilidad y disponibilidad en el mercado, centralizado principalmente en las grandes ciudades. El trabajo desarrollado en esta tesis intenta visualizar y traer respuestas a las realidades y problemáticas de las industrias de vegetales listos para consumo españolas y argentinas, que por momentos parecen muy diferentes pero que en muchos “puntos críticos” se asemejan. En ambos países, la calidad del agua utilizada en los procesos de desinfección y/o lavado, y los procesos en sí mismos, se tornan cruciales en el control de la contaminación microbiológica de estos productos, y particularmente, en la reducción de patógenos alimentarios. Sobre esta base, como objetivo general, definido en el Capítulo 2, se propuso desarrollar modelos predictivos para el estudio de los procesos de lavado y desinfección de vegetales listos para consumo, identificando combinaciones de parámetros más efectivas sobre la calidad y seguridad del producto final. Para alcanzar el objetivo, en primera instancia se realizó una revisión bibliográfica (Capítulo 1), en la que se profundizó sobre las características de la cadena de producción de vegetales listos para consumo en Argentina y en España. Además, se incluyó información sobre los principales aspectos de la calidad microbiológica de estos productos y los conceptos fundamentales de los Sistemas de Gestión de Calidad y Seguridad en la producción de 2 vegetales. También se definieron las normativas vigentes para disminuir la contaminación microbiana y los riesgos asociados a la producción y transformación de vegetales. Finalmente, se realizó un análisis de la microbiología predictiva como herramienta para garantizar la inocuidad de estos productos, proporcionando una descripción resumida de los procesos de generación de modelos matemáticos y su aplicación como herramienta para predecir y anticiparse a un riesgo microbiológico durante la elaboración de vegetales listos para consumo. Parte de este capítulo ha sido publicado con el título “Quality and Safety Management Systems in the Production of Vegetables”, en el libro Quantitative Methods for Food Safety and Quality in the Vegetable Industry, Springer. Con el objetivo de conocer las diferentes tipologías y tecnologías del proceso aplicados en la industria de vegetales listos para consumo, e identificar los factores de riesgo y parámetros de mayor incidencia y relevancia en la calidad microbiológica de esos productos, se realizó una caracterización y evaluación del cumplimiento de las Buenas Prácticas de Manufactura en una empresa de vegetales listos para consumo de Argentina (Capítulo 3). Además, se determinó la calidad microbiológica de los puntos críticos y de los productos elaborados y almacenados. Como resultado se publicó un artículo en la revista NEXO Agropecuario con el título “Optimización del proceso de elaboración de rúcula lista para consumo”. En base a los resultados obtenidos de la caracterización del proceso de elaboración de los vegetales listos para consumo, alcanzados en los capítulos 1 y 3, se investigó sobre los efectos de los procesos de desinfección en la inactivación de Salmonella enterica sv Thompson en lechuga iceberg. Pare ello, en una primera instanacia, se estudió la capacidad desinfectante del hipoclorito de sodio (0-200 ppm), y de una alternativa más sostenible y segura basada en el uso de compuestos naturales, como es el isotiocianato de bencilo (0-80 ppm). Los resultados obtenidos, se utilizarón para construir un modelo predictivo, y de carácter polinomial, con la finalidad de evaluar y cuantificar el efecto de la combinación de los desinfectantes y los parámetros del proceso (tamaño de corte, tiempo de contacto y temperatura del agua), en la reducción de Salmonella. Además, el modelo desarrollado se aplicó en un esquema cuantitativo de Evaluación de Exposición Microbiológica para determinar el impacto del tratamiento de desinfección en los niveles de exposición a Salmonella en lechuga, cuando un lote contaminado ingresa a la línea de procesamiento. Para ello se construyó un modelo probabilístico en MICROHIBRO (Capítulo 4). Como resultado 3 se obtuvo una publicación titulada “Modelling the combined effect of chlorine, benzyl isothiocyanate, exposure time and cut size on the reduction of Salmonella in fresh-cut lettuce during washing process”, en la revista internacional Food Microbiology. En un segundo trabajo se evaluó la reducción y/o eliminación de Salmonella enterica sv Thompson en lechuga cortada, tratada con agua de lavado simulada, hipoclorito de sodio (cloro libre 25 mg/L) y ácido peroxiacético (80 mg/L). Además de analizar la eficacia de los desinfectantes para inactivar al microorganismo, se evaluaron sus efectos sobre la calidad sensorial y sobre el posterior crecimiento bacteriano durante el almacenamiento a 9, 13 y 18 ºC, simulando condiciones de refrigeración con abuso de temperatura representando una situación de riesgo para este patógeno. En base a los datos experimentales obtenidos en la fase de almacenamiento, y utilizando el modelo primario de crecimiento de Baranyi y Roberts, se describió la cinética de Salmonella en las temperaturas de almacenamiento estudiadas. Posteriormente, se utilizaron modelos secundarios basados en el modelo de Bělehrádek para representar la relación entre las tasas de crecimiento y la temperatura. Fue destacable como resultado que la exposición a desinfectantes determinó el tipo de cinética de crecimiento de Salmonella durante el almacenamiento (Capítulo 5). A partir de los datos generados se redactó un trabajo con el título: “Effects of chlorine and peroxyacetic acid washing treatments on growth kinetics of Salmonella in fresh-cut lettuce under commercial storage conditions”, aceptado para su publicación a la revista Food Research International. Finalmente, con el objetivo de aplicar los modelos de microbiología predictiva desarrollados en capítulos prevíos, se realizó un trabajo donde, en un primer lugar, se recopiló información sobre las condiciones y prácticas de procesamiento empleadas en siete industrias de vegetales listos para consumo de Argentina. Estos datos se utilizarón con modelos de microbiología predictiva para estimar los niveles de Salmonella después del proceso de desinfección, y durante el almacenamiento y la distribución de los productos. Este estudio permitió evaluar el riesgo de contaminación asociado a las operaciones, parámetros y condiciones de los procesos utilizados en la industria de vegetales (Capítulo 6). Los resultados de este trabajo se publicarán en una revista científica con la finalidad de dar a conocer los procesos reales aplicados, y a su vez se compartirán con las empresas participantes del estudio, para acercarles el conocimiento desarrollado en base a sus realidades. 4 En un capítulo final se describen todas las conclusiones obtenidas del desarrollo de esta tesis doctoral (Capítulo 7). Los resultados de este trabajo de investigación se publicaron y dieron a conocer a nivel nacional e internacional, demostrando la calidad de la investigación y el trabajo conjunto de ambas universidades. Asímismo, se realizaron presentaciones escritas y orales en eventos científicos (congresos y jornadas). Además, los resultados obtenidos constituyen una fuente de información relevante para la comunidad científica, el sector industrial, y las autoridades sanitarias en materia de calidad y seguridad alimentaria de ambos países.

Fil: Cuggino, Sofía Griselda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.

Fil: Pérez Rodríguez, Fernando. Universidad de Córdoba (UCO). Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos; España.

Fil: Theumer, Martin Gustavo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.

Fil: Theumer, Martin Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Centro Científico Tecnológico (CCT Córdoba). Centro de Investigación en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI); Argentina.

Fil: Posada Izquierdo, Guiomar Denisse. Universidad de Córdoba (UCO). Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos; España.